There is a newer version of the record available.

Published March 12, 2024 | Version v1.2
Dataset Restricted

Gebelik sürecinde serviks dokusunda meydana gelen değişikliklerin Raman spektroskopisi ile topografik olarak incelenmesi

Creators

  • 1. Çukurova Üniversitesi
  • 2. Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi
  • 3. Karaman İl Sağlık Müdürlüğü

Description

Amaç: Doğum hekimliği uygulamalarında doğumun, özellikle de kendiliğinden başlayan erken doğumun, başlamasına ait somut ve ölçülebilir veri ihtiyacı belirgindir. Mevcut durumda kullanılan klinik muayene ile bishop puanının belirlenmesi nesnel değildir. Bir diğer güncel uygulama ise transvajinal sonografi ile serviks uzunluğunun ölçülmesidir. Serviks uzunluğunun internal ostiumdan başlayarak kısalması ve hunileşmesi erken doğum lehine önemli bir bulgu olsa da yalancı pozitiflik önemli bir sorundur.

Raman spektroskopisi herhangi bir özel numune hazırlama protokolüne ihtiyaç duymadan dokuların çok hızlı biyofizikokimyasal karakterizasyonu sağlayan, lazer tabanlı, tahribatsız bir analitik karakterizasyon yöntemidir. Bir Raman spektrumu, moleküllerin lazer ile etkileşimi sonucu farklı titreşim modları oluşturulan spektral olarak dar pikler (tepeler) oluşur ve incelenen numunenin biyokimya ve yapı ile ilgili spesifik moleküler karakterizasyonunu sağlar. Lipidler, proteinler, sakkaritler, nükleik asitler ve suya karşılık gelen farklı frekanslardaki Raman sinyalleri, dokunun biyokimyasal yapısı hakkında doğrudan bilgi sunar ve sinyal yoğunluğu, molekül konsantrasyonu ile doğrusal olarak ilişkilidir.

Bugüne kadar doğum zamanı ve Raman spektroskopisi üzerine yapılan çalışmalarda gebelik ilerledikçe hücre dışı bağ dokusundaki proteinlere ve karotenoidlere ait Raman piklerinde (1248-1254 cm-1) belirgin azalma, kana ait Raman piklerinde (1233-1563 cm-1) belirgin artma saptanmıştır. Bu çalışmalardaki ölçümler eksternal ostium seviyesinden yapılmıştır. Oysa doğum öncesi serviks açılması internal ostium seviyesinden başlar.

Bu çalışmanın amacı serviksin internal ve eksternal ostiumunu farklı yerlerinden Raman spektroskopisi ile inceleyerek, doğumla ilişkili değişikliklerin internal ostium seviyesinde daha erken aşamada saptanıp saptanamayacağını araştırmaktır.

Gereç ve Yöntemler: Deneysel hayvan modelinde gebeliğin 15., 17., 18., 19. ve 20. günlerinde serviks dokusu çıkarılıp ex vivo olarak, 785 nm diod lazerden elde edilecek enerji ile incelenecektir. Serviksin vajinaya bakan yüzü (eksternal ostium) üzerindeki 3 noktadan (A1, B1 ve C1) ardışık olarak ölçüm yapıldı. Bu noktaların uterusa bakan yüzdeki (internal ostium) izdüşümlerinden (A2, B2 ve C2) de ölçüm alındı. Dokunun kurumasını ve sertleşmesini önlemek için 5 dakika fosfat tamponlu solüsyonda (PBS) bekletildi. Ardından dokunun üzerindeki fazla sıvı kurutma kağıdı ile uzaklaştırılıp, serviks kanalı boyunca uzunlamasına kesilip serviks lümeni açığa çıkarıldı. Böylece bir silindir şeklindeki serviks dikdörtgene dönüştürüldü. Dikdörtgen yüzeyinin eksternal ostium tarafından oluşturulan uzun kenarına yakın kısmında A1 ile A2 arasında A3, B1 ile B2 arasında B3, C1 ile C2 arasında C3 noktaları belirlenip, ölçüm alındı. Benzer şekilde internal ostium tarafından oluşturulan uzun kenarına yakın kısmında A1 ile A2 arasında A4, B1 ile B2 arasında B4, C1 ile C2 arasında C4 noktaları belirlenip, ölçüm alındı. 

Bulgular: Hidroksiprolin/prolin oranı açısından gebeliğin 20. gününde, ölçüm yapılan diğer günlere göre oranla, anlamlı artış vardır. Ektoserviksin endoserviks ile karşılaştırılmasında ise endoserviksteki değişimin daha da belirgin olduğu izlenmektedir. Kolajen üçlü sarmal yapısının değişiminin I1670/I1640 cm-1’de incelenmesinde yine gebeliğin 20. gününde, ölçüm yapılan diğer günlere göre oranla anlamlı farklılık izlenmiştir. Bu parametre açısından endoserviks ve ektoserviks arasında fark izlenmemiştir. Kolajen çapraz bağ değişiminin incelendiği I1670/I1640 cm-1’de ise 19. günde endoserviks ve ektoserviks arasında fark izlenmiştir. Toplam organik matriks içindeki yapısı değişmiş kolajen miktarı I1245/I1453 cm-1’de ve I1245/CH2 cm-1’de eğri altında kalan alan olarak incelendiğinde 20. günde hem toplamda, hem de endoserviks ve ektoserviks arasında fark görülmüştür. Bağ dokusunu oluşturan bir diğer eleman olan proteoglikanın kolajen ile karşılaştırılması I1060/Amide I cm-1’de karşılaştırılmıştır. Bu parametre için de 20. günde hem toplamda, hem de endoserviks ve ektoserviks arasında fark görülmüştür. Proteoglikanın oransal değişimini incelemek için kolajen veya toplam organik matriks başına düşen proteoglikan miktarı değişimi I1060/Amide I cm-1’de, I1089/Amide III cm-1’de, I1365/Amide III cm-1’de eğri altında kalan alan ve intensite olarak değerlendirilmiştir. Yine bu parametre için de 20. günde, ölçüm yapılan diğer günlere göre oranla, hem toplamda, hem de endoserviks ve ektoserviks arasında fark görülmüştür. Ancak I1375/Amide I cm-1’de kolajen başına düşen proteoglikan miktarı değişimi alan üzerinden değerlendirildiğinde ölçüm yapılan günler arasında fark belirlenememiştir. Kolajen başına düşen proteoglikan miktarı değişiminin en belirgin değişimi ise I1375/Amide III cm-1’de saptanmıştır. Sıçanların gebeliğinin 18., 19. ve 20. günlerinde endoserviks ve ektoserviks arasında anlamlı fark görülmüştür.

Doğumun gerçekleşmesinde, serviksin olgunlaşmasında önemli bir molekül olan prostaglandin sentezinin hammaddesi olan lipidler de lipid/amide III cm-1’de incelenmiştir. Bu parametre kolajen başına düşen lipid miktarı değişimi ile ilişkilidir. Bulgular 18. günden itibaren endoserviks ve ektoserviks arasındaki farka işaret etmektedir. I938/CH2 cm-1’de kolajen yapısal değişimi veya indirekt hidrasyonu ölçülmektedir. Bu parametrede de 18. günden itibaren endoserviks ve ektoserviks arasında belirgin fark dikkat çekmektedir.

Bağ dokusunun parçalanmasında görev alan temel enzimlerden biri olan matriks metalloproteaz (MMP) (I1584) ve kolajen üçlü sarmalının sağlamlaşmasını sağlayan enzim olan lizil oksidaz (LOX)’a ait olabilecek benzer bir belirteç tanımlanmıştır (I1598). Bu bölgenin Amide I’e oranı özellikle gebeliğin son gününde belirgin değişikliklere işaret etmektedir.

Serviks bağ dokusunun parçalanmasını sağlayan MMP’nin aktivitesinin ve miktarının artmasını sağlayan immun yanıtın başlangıcı makrofaj hücre artışıdır. Makrofaj hücreleri için belirteç olan I1035/CH2 incelendiğinde tüm parametreler içinde en erken bulgu veren ve endoserviks/ektoserviks ayrımı yapan olduğu görülmektedir. 17. günden itibaren bu parametrede belirgin farklılık ve endoserviks/ektoserviks ayrımı göze çarpmaktadır.

Sonuç: Çalışmamızda elde edilen bulgular Raman spektroskopisi ile doğum zamanını tespit etmeye çalışan diğer araştırmalardan farklı olarak serviksin uterusa yakın kısmında daha erken değişiklikler olduğuna işaret etmektedir.

Files

Restricted

The record is publicly accessible, but files are restricted to users with access.

Request access

If you would like to request access to these files, please fill out the form below.

You need to satisfy these conditions in order for this request to be accepted:

Araştırma yürütücüsüne makul başvuru halinde, erişim imkanı konusunda araştırma ekibi karara varacaktır.

You are currently not logged in. Do you have an account? Log in here

Additional details

References

  • Berghella V, Owen J, MacPherson C, Yost N, Swain M, Dildy GA, Miodovnik M, Langer O, Sibai B. 2007. "Natural history of cervical funneling in women at high risk for spontaneous preterm birth". Obstetrics & Gynecology. 109, 4: 863-9.
  • Berghella V ve Saccone G. 2016. "Fetal fibronectin testing for prevention of preterm birth in singleton pregnancies with threatened preterm labor: a systematic review and metaanalysis of randomized controlled trials." Am J Obstet Gynecol, 215 (4): 431-8.
  • Chandrasekharan P, Lakshminrusimha S, Chowdhury D, Van Meurs K, Keszler M, Kirpalani H, Das A, Walsh MC, McGowan EC, Higgins RD, NRN STEERING COMMITTEE. 2020. "Early hypoxic respiratory failure in extreme prematurity: Mortality and neurodevelopmental outcomes. Pediatrics, 146 (4) Epub 2020 Sep 17.
  • Cui S, Zhang S, Yue S. 2018. "Raman spectroscopy and imaging for cancer diagnosis." Journal of Healthcare Engineering, 7; 8619342.
  • Cunningham F, Leveno KJ, Bloom SL, Dashe JS, Hoffman BL, Casey BM, Spong CY. 2018. Bölüm 21. "Physiology of Labor". Williams Obstetrics. 25. Baskı. McGraw Hill.
  • Deshpande SN, van Asselt AD, Tomini F, Armstrong N, Allen A, Noake C, Khan K, Severens JL, Kleijnen J, Westwood ME. 2013. "Rapid fetal fibronectin testing to predict preterm birth in women with symptoms of premature labour: a systematic review and cost analysis." Health Technol Assess, 17 (40): 1-138.
  • Duraipandian S, Zheng W, Ng J, Low JJH, Ilancheran A, Huang Z. 2012b "Effect of hormonal variation on in vivo high wavenumber Raman spectra improves cervical precancer detection." Advanced Biomedical and Clinical Diagnostic Systems X, 8214, 3 (1): 82140A.
  • Duraipandian S, Zheng W, Ng J, Low JJ, Ilancheran A, Huang Z. 2013 "Non-invasive analysis of hormonal variations and effect of postmenopausal Vagifem treatment on women using in vivo high wavenumber confocal Raman spectroscopy." Analyst, 138: 4120-8.
  • Foster C ve Shennan AH. 2014. "Fetal fibronectin as a biomarker of preterm labor: a review of the literature and advances in its clinical use." Biomark Med, 8 (4): 471-84.
  • Gan Y, Yao W, Myers KM, Vink JY, Wapner RJ, Hendon CP. 2015. "Analyzing three-dimensional ultrastructure of human cervical tissue using optical coherence tomography." Biomed Opt Express, 6:1090–1108.
  • Gibson KS, Waters TP. 2015. "Measures of success: Prediction of successful labor induction." Seminars in Perinatology. 39, 475–82.
  • Gulersen M, Divon MY, Krantz D, Chervenak FA, Bornstein E. 2020 "The risk of spontaneous preterm birth in asymptomatic women with a short cervix (≤25 mm) at 23-28 weeks' gestation." Am J Obstet Gynecol MFM, 2 (2): 100059.
  • Haas DM, Imperiale TF, Kirkpatrick PR, Klein RW, Zollinger TW, Golichowski AM. 2009. "Tocolytic therapy: a meta-analysis and decision analysis." Obstet Gynecol, 113 (3): 585-94.
  • Hall, JE ve Hall, ME. 2021. Bölüm 8. "Excitation and contraction of smooth muscle" sayfa 101-9. Guyton and Hall Textbook of medical physiology, 14. Baskı. Philadelphia: Elsevier.
  • Festing, M.F. 2006. "Design and statistical methods in studies using animal models of development." Ilar J 47, 5-14.
  • Iams JD, Goldenberg RL, Meis PJ, Mercer BM, Moawad A, Das A, Thom E, McNellis D, Copper RL, Johnson F, Roberts JM. 1996. "The length of the cervix and the risk of spontaneous premature delivery. National Institute of Child Health and Human Development Maternal Fetal Medicine Unit Network". N Engl J Med, 334 (9): 567-72.
  • Kagan KO, Sonek JO. 2015. "How to measure cervical length." Ultrasound Obstet Gynecol; 45: 358–362
  • Kamel RA, Negm SM, Youssef A, Bianchini L, Brunelli E, Pilu G, Soliman M, Nicolaides KH. 2021a. "Predicting cesarean delivery for failure to progress as an outcome of labor induction in term singleton pregnancy" Am J Obstet Gynecol, 224 (6): 609.e1-609.e11.
  • Kamel R, Garcia FSM, Poon LC, Youssef A. 2021b. "The usefulness of ultrasound before induction of labor." Am J Obstet Gynecol MFM, 3 (6S): 100423.
  • Kanter EM, Majumder S, Kanter GJ, Woeste EM, Mahadevan-Jansen A. 2009 "Effect of hormonal variation on Raman spectra for cervical disease detection." Am J Obstet Gynecol, 200: 512.e511-5.
  • Krishna CM, Prathima NB, Malini R, Vadhiraja BM, Bhatt RA, Fernandes DJ, Kushtagi P, Vidyasagar MS, Kartha VB. 2006 "Raman spectroscopy studies for diagnosis of cancers in human uterine cervix." Vib Spectrosc, 41: 136-41.
  • Kuhrt K, Hezelgrave N, Foster C, Seed PT, Shennan AH. 2016 "Development and validation of a tool incorporating quantitative fetal fibronectin to predict spontaneous preterm birth in symptomatic women" Ultrasound Obstet Gynecol 2016; 47: 210–216
  • Lyng FM, Faoláin EO, Conroy J, Meade AD, Knief P, Duffy B, Hunter MB, Byrne JM, Kelehan P, Byrne HJ. 2007. "Vibrational spectroscopy for cervical cancer pathology, from biochemical analysis to diagnostic tool." Exp Mol Pathol, 82: 121-9.
  • Mahadevan-Jansen A, Mitchell MF, Ramanujam N, Utzinger U, Richards-Kortum R. 1998 "Development of a fiber optic probe to measure NIR Raman spectra of cervical tissue in vivo." Photochem Photobiol, 68: 427-31.
  • Mahomed K, Ibiebele I, Fraser C, Brown C. 2019 "Predictive value of the quantitative fetal fibronectin levels for the management of women presenting with threatened preterm labour – A revised cut off level: A retrospective cohort study." Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol: X, 23; 4: 100079.
  • Masson LE, O'Brien CM, Gautam R, Thomas G, Slaughter JC, Goldberg M, Bennett K, Herington J, Reese J, Elsamadicy E, Newton JM, Mahadevan-Jansen A. 2022. "In vivo Raman spectroscopy monitors cervical change during labor." American Journal of Obstetrics and Gynecology, 227 (2): 275.e1-275.e14.
  • McIntosh J, Feltovich H, Berghella V, Manuck T for Society for Maternal-Fetal Medicine (SMFM). 2016. "The role of routine cervical length screening in selected high- and low-risk women for preterm birth prevention." Am J Obstet Gynecol, 215 (3): B2-7.
  • McLaren JS, Hezelgrave NL, Ayubi H, Seed PT, Shennan AH. 2015. "Prediction of spontaneous preterm birth using quantitative fetal fibronectin after recent sexual intercourse." Am J Obstet Gynecol, 212 (1): 89.e1-5.
  • Mo J, Zheng W, Low JJ, Ng J, Ilancheran A, Huang Z. 2009 "High wavenumber Raman spectroscopy for in vivo detection of cervical dysplasia." Anal Chem, 81: 8908.
  • Myers KM, Hendon CP, Gan Y, Yao W, Yoshida K, Fernandez M, Vink J, Wapner RJ. 2015. "A continuous fiber distribution material model for human cervical tissue." J Biomech, 48: 1533–40.
  • Myers KM, Elad D. 2017. "Biomechanics of the human uterus". WIREs Syst Biol Med, 2017, 9:e1388
  • O'Brien CM, Vargis E, Paria BC, Bennett KA, Mahadevan-Jansen A, Reese J. 2014. "Raman spectroscopy provides a noninvasive approach for determining biochemical composition of the pregnant cervix in vivo". Acta Pædiatrica, 103: 715–721.
  • O'Brien CM, Herington JL, Brown N, Pence IJ, Paria BC, Slaughter JC, Reese J, Mahadevan-Jansen A. 2017. "In vivo Raman spectral analysis of impaired cervical remodeling in a mouse model of delayed parturition." Sci Rep, 7: 6835.
  • O'Brien CM, Vargis E, Rudin A, Slaughter LC, Thomas G, Newton JM, Reese J, Bennett KA, Mahadevan-Jansen A. 2018. "In vivo Raman spectroscopy for biochemical monitoring of the human cervix throughout pregnancy". Am J Obstet Gynecol, 218: 528. e1-18.
  • O'Brien CM, Cochran KJ, Masson LE, Goldberg M, Marple E, Bennett KA, Reese J, Slaughter JC, Newton JM, Mahadevan-Jansen A. 2019." Development of a visually guided Raman spectroscopy probe for cervical assessment during pregnancy." Journal of Biophotonics, 12 (2), e201800138.
  • Ochiogu, I.S., Oguejiofor, C.F., Nwagbo, A.N. 2009 "Males' non-enhancement of Bruce and Whitten effects in female albino mice – Mus musculus.", Animal Research International, 6, 1077 – 1081.
  • Osterman MJK, Hamilton BE, Martin JA, Driscoll AK, Valenzuela CP for Division of Vital Statistics U.S. Department of Health and Human Services. 2022. "Births: Final Data for 2020." Births, 70, 17.
  • Parry S, Simhan H, Elovitz M, Iams J. 2012. "Universal maternal cervical length screening during the second trimester: pros and cons of a strategy to identify women at risk of spontaneous preterm delivery." Am J Obstet Gynecol. 207: 101-6.
  • Percie du Sert, N., Ahluwalia, A., Alam, S., Avey, M.T., Baker, M., Browne, W.J., Clark, A., Cuthill, I.C., Dirnagl, U., Emerson, M., Garner, P., Holgate, S.T., Howells, D.W., Hurst, V., Karp, N.A., Lazic, S.E., Lidster, K., MacCallum, C.J., Macleod, M., Pearl, E.J., Petersen, O.H., Rawle, F., Reynolds, P., Rooney, K., Sena, E.S., Silberberg, S.D., Steckler, T., Wurbel, H. 2020. "Reporting animal research: Explanation and elaboration for the ARRIVE guidelines 2.0.", PLoS Biol, 18, e3000411.
  • Pizzella S, El Helou N, Chubiz J, Wang LV, Tuuli MG, England SK, Stout MJ. 2020."Evolving cervical imaging technologies to predict preterm birth." Seminars in Immunopathology, 42 (4): 385-396.
  • Polykretis P, Banchelli M, D'Andrea C, de Angelis M, Matteini P. 2022. "Raman spectroscopy techniques for the investigation and diagnosis of Alzheimer's disease." Front. Biosci. (Schol Ed); 14 (3): 22
  • Richards O, Jenkins C, Griffiths H, Paczkowska E, Dunstan PR, Jones S, Morgan M, Thomas T, Bowden J, Nakimuli A, Nair M, Thornton CA. 2021 "Vibrational spectroscopy: A valuable screening and diagnostic tool for obstetric disorders?" Front Glob Womens Health, 1:610582.
  • Shaikh R, Dora TK, Chopra S, Maheshwari A, Kedar DK, Bharat R, Krishna CM. 2014 "In vivo Raman spectroscopy of human uterine cervix: exploring the utility of vagina as an internal control." J Biomed Opt, 19: 087001.
  • Son M, Miller ES. 2017. "Predicting preterm birth: Cervical length and fetal fibronectin." Seminars in Perinatology. 41, 445-51.
  • Tadesse T, Assefa N, Roba HS, Baye Y. 2022. "Failed induction of labor and associated factors among women undergoing induction at University of Gondar Specialized Hospital, Northwest Ethiopia." BMC Pregnancy Childbirth, 22 (1): 175.
  • Talari ACS, Movasaghi Z, Rehman S, Rehman IU. 2015. "Raman spectroscopy of biological tissues." Applied Spectroscopy Reviews. 50 (1), 46-111.
  • Tu Q, ve Chang C. 2012. "Diagnostic applications of Raman spectroscopy." Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 8 (5): 545-58.
  • Unal M, Ahmed R, Mahadevan-Jansen A, Nyman JS. 2021. "Compositional assessment of bone by Raman spectroscopy" Analyst, 146 (24): 7464-90.
  • Vaisbuch E, Romero R, Mazaki-Tovi S, Erez O, Kusanovic JP, Mittal P, Gotsch F, Ward C, Romero V, Chaiworapongsa T, Pacora P, Yeo L, Hassan SS. 2010. "The risk of impending preterm delivery in asymptomatic patients with a nonmeasurable cervical length in the second trimester." Am J Obstet Gynecol, 203 (5): 446.e1.
  • Vargis E, Brown N, Williams K, Ayman Al-Hendy A, Paria BC, Reese J, Mahadevan-Jansen A. 2012. "Detecting biochemical changes in the rodent cervix during pregnancy using Raman spectroscopy." Ann Biomed Eng, 40: 1814-24.
  • Ville Y, Rozenberg P. 2018. "Predictors of preterm birth." Best Practice & Research Clinical Obstetrics and Gynaecology. 52, 23e32.
  • Vink JY, Qin S, Brock CO, Zork NM, Feltovich HM, Chen X, Urie P, Myers KM, Hall TJ, Wapner R, Kitajewski JK, Shawber CJ, Gallos G. 2016. "A new paradigm for the role of smooth muscle cells in the human cervix." Am J Obstet Gynecol, 215: 478.
  • https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/levels-and-trends-in-child-mortality-report-2021. Son erişim tarihi: 08.10.2022
  • Yan Y, Basij M, Garg A, Varrey A, Alhousseini A, Hsu R, Hernandez-Andrade E, Romero R, Hassan SS, Mehrmohammadi M. 2021. "Spectroscopic photoacoustic imaging of cervical tissue composition in excised human samples". PLoS ONE, 16 (3): e0247385.
  • Yao W, Gan Y, Myers KM, Vink JY, Wapner RJ, Hendon CP. 2016. "Collagen fiber orientation and dispersion in the upper cervix of non-pregnant and pregnant women." PLoS One, 11:e0166709.
  • Yoshida K, Jiang H, Kim M, Vink J, Cremers S, Paik D, Wapner R, Mahendroo M, Myers K. 2014. "Quantitative evaluation of collagen crosslinks and corresponding tensile mechanical properties in mouse cervical tissue during normal pregnancy." PLoS One, 9:e112391.
  • Yoshida K, Mahendroo M, Vink J, Wapner R, Myers K. 2016. "Material properties of mouse cervical tissue in normal gestation." Acta Biomater, 36: 195–209.
  • Duraipandian S, Zheng W, Ng J, Low JJ, Ilancheran A, Huang Z. 2011 "In vivo diagnosis of cervical precancer using Raman spectroscopy and genetic algorithm techniques." Analyst, 136: 4328-36.
  • Duraipandian S, Zheng W, Ng J, Low JJ, Ilancheran A, Huang Z. 2012a "Simultaneous fingerprint and high-wavenumber confocal Raman spectroscopy enhances early detection of cervical precancer in vivo." Anal Chem, 84: 5913-9.
  • Li Q, Reeves M, Owen J, Keith LG. 2015. "Precocious cervical ripening as a screening target to predict spontaneous preterm delivery among asymptomatic singleton pregnancies: a systematic review." Am J Obstet Gynecol. 212 (2): 145-56.